JPH02299765A - 砂型変形検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、搬送などによる砂型の変形を検査する砂型変
形検査装置に関する。

［従来の技術］ 従来の鋳型造型ラインの一例では、砂型造形機により造
型された一対の上側及び下側の砂型をコンベヤで搬送し
、注ＷＩＮの手前でそれらを市ね合せて内部に密閉され
たキャビティをもつ鋳型を形成し、次いでこの鋳型に注
湯している。

この従来の鋳型造型ラインでは、大型犬単量の鋳箱をコ
ンベヤの一連の間欠くインタバル）運転により搬送して
いるので、コンベヤ起動停止時の機械的衝撃力などによ
って砂型のキャビティ形状が注湯前に変形してしまうと
いう問題があった。

従来、このキャビティ変形を検査するには、鋳型造型ラ
インを一旦停止し特製のゲージなどによりキャビティ形
状を壊ざないようにマニュアル計測していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記した従来の検査方法では、キャビティ
各部を検査するのに鋳型造型ラインを長時間停止する必
要があり、抜取り検査するにしても多大な労力負担が生
じた。また、測定対象である砂型が脆いので不良品を新
たに出してしまう場合もめった。

砂型のキャビティ変形を自動的に検査することは当業界
の年来の夢であったが、鋳型造型ラインのコンベヤで移
動している最中の砂型からキャビティ寸法を計測するこ
とは元より困難であり、また、砂型を検査装置に対して
所定位置に正確に静止させることも困難であった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、検
査装置に対して多少の相対位置変動があっても短時間で
効率よく検査できしかもキャビティを変形することがな
い砂型変形検査装置を提供することを解決すべき課題と
するものである。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明の砂型変形検査装置は、内部に砂型が成型された
鋳箱を搬送する鋳造ラインに沿って配置された基部と、
前記基部に昇降可能に保持されて先端部が前記砂型のキ
ャビティ内に挿入される昇降部材と、前記背降部材の先
端部に固定され一定距離を隔てて互いに背向する方向に
向けて配設された一対の非接触型距離センサと、各前記
非接触型距離センサが計測した前記砂型の各内壁面まで
の各内壁面距離から前記キャビティを挟んでひいに対向
する前記各内壁面間のキャビティ寸法を算出するキャビ
ティ寸法算出手段と、吟出された前記キャビティ寸法と
予め記憶された標０（キｑｐビティ寸法との差から砂型
の良否を判別ηる砂型変形判別手段とを具備覆ることを
特徴としている。

非接触型距離センＶとして、光学式ヤ］超音波式などの
センサを使用することができる。

［作用］ 昇降部材は降下して一対の非接触型距離セン１ノを砂型
のキャビティ内に挿入し、互いに背向する一対の非接触
型距離センサはそれぞれ、キャビティを区画する内壁面
までの各内壁面距離を計測する。キャビティ寸法師出手
段はこれら各内壁面距離からキャビティ寸法を算出する
。例えば、キャビティ寸法算出手段は各内壁面距離と各
非接触型距離センサとの間のセンサ間距離とを加０して
キャビティ寸法、すなわちキャビティを挟んで互いに対
向する前記各内壁面間の距離を算出する。砂型変形判別
手段は算出されたキャビティ寸法と標準キャビティ寸法
との差の大小により、差が大である場合に砂型不良と、
差が小である場合に砂型良と判別する。

［実施例］ （実施例１） 本発明の砂型変形検査装置の一実施例の一部断面模式側
面図を第１図に、その八−へ一線矢視の模式断面平面図
を第２図に示す。

この砂型変形検査装置は、油圧シリンダ２をもつ曇部１
と、油圧シリンダ２のピストンロッド２１に固定された
昇降部材３と、昇降部材３に固定された非接触型距離セ
ンサ６ａ〜６ｅと、本発明でいうキャビティ寸法緯出手
段及び砂型変形判別手段を構成覆る信号処理装置４とか
らなる。

基部１は、鋳造ラインを構成する砂型造形機（図示せず
）及び注湯機（図示せず）の間に設置されており、搬送
用のローラーコンベヤ５の側方に立設されている。基部
１のヘッド１１は［１−ラーコンベヤ５の上方に伸びて
ｄ３つ、ヘッド１１に油圧シリンダ２が固定されている
。油圧シリンダ２のピストンロッド２１は垂直方向に伸
びてａ５す、ピストンロッド２１の先端は１−１−ラー
］ンベヤ５に対面している。

昇降部材３は、ピストンロッド２１の先端に固定され水
平方向に伸びる昇降プレー１へ３１と、昇降プレート３
１の下面中央から下方に伸びる昇降棒３２と、昇降棒３
２の先端に固定され水平方向に伸びる支持棒３３とから
なる。支持棒３３は、搬送方向かつ互いに背向する方向
に伸びる一対の長棒部３３ａ、３３ｂと、搬送方向に対
して直角な水平方向かつ互いに背向する方向に伸びる一
対の短棒部３３Ｃ，３３ｄとからなる。

非接触型距離センサ６ａ〜６ｅは各々光学式距離センサ
で構成されている。非接触型距離センサ６ａ、６ｂは、
長棒部３３ａ、３３Ｍ）先ＱＬ個別に固定され搬送方向
かつ互いに背向する方向に向いている。非接触型距離セ
ンサ６Ｃ１６ｄは、短捧部３３Ｇ、３３ｄの先端に個別
に固定され搬送方向に対して直角な水平方向かつ互いに
背向する方向に向いている。非接触型距離センサ６ｅは
、芦降プレート３１の前端部下面に固定され下方を向い
ている。各非接触型距離センサ６ａ〜６ｅは発光ダイオ
ード（図示Ｖず）及びＰＳＤ　（図示せず）をもら、三
角測最法により測定対象までの距離を測定する距離セン
サで構成されているが、詳細説明は省略する。

信号処理装置４は、マイコンで構成されており、ローラ
ーコンベヤ５と同期して油圧シリンダ２を作動させると
ともに、非接触型距離センサ６ａ〜６ｅからの信号を処
理して砂型の良否を判定するようにプログラムされてい
る。

模式的に図示されたローラーコンベヤ５上には、鋼板製
で上端開口角箱形状の鏡筒７が載置されており、鏡筒７
には砂型８が充填されている。この鏡筒７の長辺は約１
ｍ、短辺は約０．５ｍ、高さは約３０ｃｍである。砂型
８を有する鏡筒７の小量は約１７０ｋｑであり、インタ
バル運転型のローラーコンベヤ５には数十個の鏡筒７が
搭載されている。砂型８の合せ面８１は鏡筒７の前端上
面７１及び後端上面７２と同一直線上に成型されており
、ズレが無い理想状態において水平方向に伸びている。

また、鏡筒７の前端面７３は鏡筒７の前端上面７１及び
後端上面７２に対して直角方向かつ搬送方向に対して直
角方向に伸びている。砂型８には上端開口で直方体形状
のキ１７ビテイ８０が１個形成されており、キャビティ
８０の側面は砂型８の内壁面４８〜４ｄにより区画され
ている。

砂型８の内壁面４ａ、４ｂは鏡筒７の前端面７３と平行
に形成されており、砂型８の内壁面４ｃ、４ｄは鏡筒７
の前端面７３と直角に形成されている。

第１図では、ピストンロッド２１が伸長して非接触型距
離センサ６ａ〜６ｄはキャビティ８０の内部に挿入され
てｉＪ３す、非接触型距離センサ６ａ、６ｂは砂型８の
内壁面４ａ、４ｂに対面しており、非接触型距離−セン
サ”６Ｃ１６ｄは砂型８の内壁面４ｃ１４ｄに対面して
いる。また、第１図では、非接触型ｆｆ１ｆＪ嬬ＩＬン
ザ６ｅは鏡筒７の前端上面７１に対面している。

次に、この砂型変形検査装置の測定動作を第３図及び第
４図のフ［１−チャートにより説明する。

まず、マイコン４を初期設定した後、鋳′ｔＵ７が昇降
部材３の直−モの所定位置に停止したがどうかをリミッ
トスイッチなどの図示しない検出装置により検出づる（
３１００）。なお、ローラーコンベヤ５はインタバル運
転されており、１」−クーコンベヤ５上は各鏡筒７を昇
降部材３の直下の所定位置に順番に停止するように運転
制御されている。

鏡筒７が昇降部材３の直下の所定位置に停止したことを
検出すると、油圧シリンダ２を作動させて昇降部材３を
降下させ（３１０２＞、昇降部材３が所定位置まで降下
したかどうかを判別する（Ｓ１０４＞。なお、この判別
は非接触型距離センサ６ｅｌ測する鏡筒７の前端上面７
ゴまでの垂直距離ｄｈが予め設定された垂直距離値以下
かどうかを判別して実行される。

昇降部材３が所定位置まで降下した場合には、昇降部材
３の降下を停止させ（３１０６）、検査回数を示す検査
回数フラグＴをＴ＋１に設定する。

ただし、フラグＴはスタート直後の初期設定により予め
Ｏに設定されており、ここでは１となる（３１０８）。

次に、非接触型距離センサ６ａ〜６ｄにより内壁面４ａ
〜４ｄまでの内壁面距離ｄ１〜ｄ４を検出しく５１１０
）、これら内壁面距離ｄ１〜ｄ４から、搬送方向におけ
るキャビティ寸法Ｃ１＝ｄ１＋ｄ２＋Ｄ１と、搬送方向
と直角な水平方向のキャビティ寸法Ｃ２＝ｄ３＋ｄ４＋
Ｄ２とを算出する（Ｓ１１２）。ここで、キャビティ寸
法Ｃ１は内壁面４ａ、４ｂ間の内壁面距離であり、キャ
ビティ寸法Ｃ２は内壁面４Ｃ１４ｄ間の内壁面距離であ
り、Ｄｌは非接触型距離センサ６ａ、６ｂ間の一定距離
であり、Ｄ２は非接触型距離センサ６０１６０間の一定
距離である。

次に、求めたキャビディ１法Ｃ１を予め設定されている
標準キャビティ寸法Ｃｒ１と比較し、更に、求めたキャ
ビティ寸法Ｃ２を予め設定されている標準キャビティ寸
法Ｃｒ２と比較し、それらの差Ｃ１−Ｃｒ１、Ｃ２−Ｃ
ｒ２の各絶対値が所定値より大きいかどうかを判別する
（Ｓ１１４＞。

そして、上記差が大きい場合には、砂型不良信号を出力
しく３１１６）　、そうでない場合には昇降部材３を一
定距離だけ上昇させる（３１１８）。

なお、砂型不良信号が出力されると、砂型８への注湯を
停止する信号を注湯機（図示せず）に出力し、この不良
の砂型８への注湯を中止する。

次に、検査回数フラグＴが設定値ｎ（ここでは５）以下
かどうかを判別しく３１２０＞　、以下であれば５１０
８に回帰して再度砂型８の良否を調べ、検査回数Ｔｆｆ
ｉ設定値ｎを越えた場合には砂型良信号を出力しく５１
２２）、昇降部材３を最初の位置まで上昇してコンベヤ
５を再起動する（Ｓ１２４）。

なお、本実施例では、昇降部材３の上昇と検査を交Ｈに
実行していたが昇降部材３を定速度で垂直移動しつつ定
時間毎に検査を実施してもよいし、また検査を１回だけ
実施してもよい。また、本実施例では、互いに対面する
一対の内壁面４ａ、４ｂは垂直に伸びかつ搬送方向と直
角に伸びる平面で構成されており、互いに対面する一対
の内壁面４Ｃ１４ｄも垂直に伸びかつ搬送方向と平行に
伸びる平面で構成されているが、砂型８の内壁面４ａ、
４ｂ及び４Ｃ１４ｄは、他の表面形状を有していてもよ
い。例えば、ｆＸ　準キャビティ寸法Ｃｒ１、Ｃｒ２の
垂直方向の変化を逐−記・口しておぎ、求めたキャビテ
ィ寸法Ｃ１、Ｃ２の垂直方向位置と同位置の標準キャビ
ティ寸法Ｃｒ１、Ｃｒ２を読み出せばよい。

なお、砂型８の姿勢が変化するとキャビティ寸法Ｃ１、
Ｃ２が変動する場合があるが、これを防止するには、例
えば第５図に示すように、ローラーコンベヤ５を搬送方
向と直角方向に傾斜させ、かつ［１−ラーコンベヤ５と
直角にガイドローラー９を設Ｃプればにい。このように
すれば、大重量の鋳↑０７が自己の重賞でガイドローラ
ー９に押付けられ、砂型８の姿勢は、搬送方向における
静止位置のばらつきを除いて、正確に規定される。

以上説明した本実施例の砂型検査装置では、以下の利点
がある。

（１）鋳梢７の停止位置はコンベヤの起動停止状況によ
り、搬送方向にａ″３いて不可避的にばらつく。このば
らつきの存在にもかかわらず、本実施例では、既知の所
定距離を隔てて豆いに背向する一対の非接触型距離セン
サ６ａ、６ｂを具備しているので、たとえ鏡筒７の停止
位置が変動しても、正確にキャビティ寸法を計測するこ
とが可能となり、キャビティ８０の変形を実測して検査
することかできる。

（２）不良と判定した砂型８への注湯を停止する信号を
注湯機（図示せず）に出力しているので、溶湯の無駄を
減らし不良品の選別や処理の手間を省くことができる。

（実施例２） この実施例２の砂型変形検査装置の一部断面模式側面図
を第６図に、そのＡ−Ａ−線矢視の模式断面平面図を第
７図に示す。ただし、実施例１の構成要素と共通ずる機
能を有する要素には同一符号を付す。

この砂型変形検査１は、油圧シリンダ２をもつＭ部１と
、油圧シリンダ２のピストンロッド２１に固定された昇
降部材３と、昇降部材３に固定された非接触型距離セン
サ６ａ〜６ｅと、信号処理装置４とを有し、更には昇降
部材３に固定された非接触型距離センサ６ｆを有してい
る。

非接触型距離センサ６ｆは、光学式距離セン１ノで構成
されており、昇降プレート３１の後端部下面に固定され
下方を向いている。

非接触型距離セン９６ｆは、第６図では鏡筒７の後端上
面７２に対面している。

この砂型変形検査装置の測定動作を第８図のフローチャ
ートにより説明する。

このフローチャートは第３図に示す第１実施例のフロー
ヂャ−１〜に、ステップ５１２６及び５１２８を付は加
えたものであり、５１２６は５ＩＯ６と３１０８の間に
、５１２８は５１１２と５１１４の間に挿入されている
。

８１２６は、非接触型距離センサ６ｅにより計測された
鋳′ｆＵ７の前端上面７１までの垂直距離ｄｈと、非接
触型距離センサ６ｆがｈ１測する鏡筒７の後端上面７２
までの垂直距離ｄｈ−とから、搬送方向に沿っての鏡筒
７の傾斜率を算出するステップである。すなわち、非接
触型距離セン（、ｌ゛６　ｅ及び６ｆ間の距離しは既知
一定でおるので、上記傾斜率は（ｄｈ−、−ｄｒ］−）
／Ｌとなる。

５１２８は、５１２６で算出された鏡筒７の傾斜率によ
り５１１２で算出されたキャビティ寸法ＣＩ　＝ｄ　１
　＋ｄ　２＋Ｄ１を補正するステップである。すなわら
、第９図かられかるように、真のキャビティ寸法Ｃ１”
は、 Ｃ１−＝Ｃ１ｘｃｏｓθ、 ｔａｎｅ＝　（ｄｈ−ｄｈ′）／Ｌとなる。

このようにすれば、ｔＪｆ８７の搬送方向への傾斜によ
る誤差を補正することができる。

同様にして、鏡筒７の搬送方向と直角な水平方向への傾
斜率を求め、この傾！Ｓｌ率により５１１０で算出され
たキャビティ寸法Ｃ２＝　ｄ　３−４−　ｄ　４　＋Ｄ
２を補正することもできるが、ここでは説明を省略する
。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明の砂型変形検査装置は、砂型
のキレビティ内に挿入される昇降部材に固定され一定距
離を隔てて互いに背向する方向に向けて配設された一対
の非接触型距離センサをもち、各非接触型距離センサが
計測した各内壁面距離から、対向刃る各内壁面間のキャ
ビティ寸法を算出し、筒用したキャビティ寸法と標準キ
ャビティ寸法との差から砂型の良否を判別しているので
、たとえ砂型と各非接触型距離センサとの間の相対距離
がばらついても正確かつ高速にキャビティ変形を判別す
ることができ、かつこの検査によってキャビティを壊す
恐れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の砂型変形検査装置の一実施例を示す一
部断面模式側面図、第２図はその模式断面平面図、第３
図及び第４図は上記砂型検査装置の動作を示すフローチ
ャート、第５図は砂型８の姿勢制御方法の一例を示す模
式正面図である。第６図は他の実施例の砂型変形検査装
置を示す一部断面模式側面図、第７図はその役式断面平
面図、第８図は第２実施例の砂型検査装置の動作を示す
）］］−チャート、第９図は鏡筒７の傾斜率ｔａｎＯと
キャビティ寸法Ｃ１との関係を示す説明図である。 １・・・木部 ３・・・昇降部材 ６ａ〜６ｄ・・・非接触型距離センサ ４・・・マイコン （キャビティ寸法筒用手段） （砂型変形判別手段） 特許出願人　　　　アイシン高丘株式会社代理人　　　
　　弁理士　大川　宏 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図 第９図 ←−ｏ１・−一

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に砂型が成型された鋳箱を搬送する鋳造ライ
   ンに沿つて配置された基部と、 前記基部に昇降可能に保持されて先端部が前記砂型のキ
   ャビティ内に挿入される昇降部材と、前記昇降部材の先
   端部に固定され一定距離を隔てて互いに背向する方向に
   向けて配設された一対の非接触型距離センサと、 各前記非接触型距離センサが計測した前記砂型の各内壁
   面までの各内壁面距離から前記キャビティを挟んで互い
   に対向する前記各内壁面間のキャビティ寸法を算出する
   キャビティ寸法算出手段と、算出された前記キャビティ
   寸法と予め記憶された標準キャビティ寸法との差から砂
   型の良否を判別する砂型変形判別手段と、 を具備することを特徴とする砂型変形検査装置。
2. （２）前記昇降部材の変位とともに前記判別を複数回実
   施する特許請求の範囲第１項記載の砂型変形検査装置。